Octobre 2001 n°188

particules de différentes granulométries de sols fertilisés de façon différentes avec des engrais organiques (lisiers et fumier, boues résiduelles municipales, tourbe).

La taille des particules a un effet certain, avec une plus grande diversité sur les particules les plus fines, notamment de Holophaga/Acidobacterium. La plus grande biomasse observée dans les limons et argiles est beaucoup plus due à une plus grande diversité de la population qu'à l'abondance de chacun des constituants. La nature des engrais organiques utilisés a, finalement, une faible influence. A Sessitsch et al.; Applied and Environmental Microbiology 67 (SEP01) 4215-4224.

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183 La production biologique de sulfures dans les réservoirs de pétrole a été étudiée dans un système modèle comportant un Thiomicrospira (oxydant les sulfures à la suite d'une respiration sur les nitrates) et un Desulfovibrio réduisant le soufre en sulfure, isolés d'un réservoir de pétrole canadien. La présence de nitrates à des concentrations allant jusqu'à 20 mM a peu d'effet sur la réduction du sulfate par le Desulfovibrio. L'addition du Thiomicrospira entraîne une forte réduction de la production des sulfures. En l'absence de nitrates qui permettent une biooxydation des sulfures les bactéries réductrices prennent lentement le dessus. Il est vraisemblable que les bactéries oxydant le soufre (Thiomicrospira) exercent un effet inhibiteur sur les sulfato-réductrices en augmentant le potentiel redox, la respiration sur nitrates venant compléter l'effet en oxydant les sulfures.

Ceci signifie que si on veut abaisser la production de sulfures dans ces réservoirs, il faut injecter des nitrates et éventuellement complémenter la flore oxydant les sulfures grâce aux nitrates. Biotechnology & Bioengineering 74 (05SEP01) 424-434.

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184 Les effets génotoxiques du 2,4-dichlorophénoxyacétate (2,4-D) qui est un des herbicides sélectifs les plus utilisés sont l'objet de controverses continuelles. Utilisant la fréquence des échanges entre chromatides sœurs dans la moelle osseuse et les spermatides de souris, des chercheurs mexicains montrent, cette fois, qu'il y a, certes, un effet perceptible mais à des très hautes doses (100-200 mg/kg). L'index mitotique n'est perturbé pour aucune des doses utilisées. Dans les conditions actuelles d'utilisation, les risques humains sont donc faibles sauf peut-être pour les utilisateurs finaux qui en manipulent des quantités appréciables. E Madrigal-Bujaidar et al.; Food and Chemical Toxicology 39 (SEP01) 941-946.

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185 La souche KS14 de Sphingomonas isolée du sol est capable d'utiliser le phénanthrène et le naphthalène et minéralise le phénanthrène (le convertit en CO2). Elle assure également la dégradation du pyrène dans un co-métabolisme avec le phénanthrène. Ceci est dû à un gros plasmide isolé par des chercheurs coréens. JC Cho et al.; Journal of Molecular Microbiology & Biotechnology 3 (OCT01) 503-506.

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186 La production de xanthanes par Xanthomonas campestris sur eaux usées d'huileries d'olive dépend des conditions de culture. On constate qu'une production de 4 g/l est obtenue avec un milieu d'eaux usées diluée de moitié. Il faut éviter de stocker trop longtemps ces eaux, car des concurrents se servent. MJ Lopez et al.; Journal of Applied Microbiology 91 (MAY01) 829-835.

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187 Certaines des bactéries méthanotrophes sont connues comme exprimant une nitrogénase et capables d'utiliser l'azote. On détecte effectivement une réduction de l'acétylène (mesure commode de l'activité fixatrice d'azote mais pas forcément significative) chez plusieurs souches. Le problème est qu'on ne détectait aucun gène nif dans ces souches. On vient cependant de révéler des séquences nifH décentes dans de nombreux ADN environnementaux, ainsi que dans des souches de types I et II de méthanotrophes. Il doit donc exister un spectre beaucoup plus large que prévu de bactéries fixant l'azote dans les sols. AJ Auman et al.; Applied and Environmental Microbiology 67 (SEP01) 4009-4016.

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188 Le GBF de Braunschweig a cloné les gènes codant les tétrachlorobenzène dioxygénase et chlorobenzene dihydrodiol déshydrogénase de Ralstonia PS12. Les deux gènes ont été exprimés chez Escherichia coli DH5. Ceci a permis de montrer que la déshydrogénation n'est pas un goulet d'étranglement pour la dégradation du chlorobenzène ou du chlorotoluène. Simplement il faut que les chlorotoluènes soient sensibles à la dioxygénation. K Pollmann et al.; Applied and Environmental Microbiology 67 (SEP01) 4057-4063.

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190 Les résines (au sens large, pitch en anglais) sont une plaie en papeterie. Que ce soit dans le procédé par broyage mécanique ou la dissociation chimique des bois pour produire la pâte à papier.

Les "résines" sont un produit complexe comprenant des composants lipophiles, comme des acides gras libres, des cires, des alcools gras, stérols, glycérides et cétones etc… extractibles par des solvants apolaires ainsi que des composants polaires. L'ennui est que les proportions de ces composants dépendent beaucoup des bois utilisés, des parties des arbres et de leurs conditions de développement. C'est probablement le point le plus délicat dans la mise au point des procédés, et les connaissances sur cette variabilité sont très restreintes empêchant une approche réellement rationnelle. Les travaux les plus nombreux portent sur la pâte d'Eucalyptus, et plus spécialement E.globulus.

Au cours de la production et de l'utilisation de la pâte à papier les composés lipophiles donnent des structures colloïdales qui se déposent sous forme de poix dans le papier, gâchant la qualité avec des tâches et des trous, et encrassent les machines, qu'il faut arrêter pour les décrasser. On les retrouve également dans les effluents qui, si on pratique le recyclage (ce qui est souhaitable), va entraîner une augmentation de leur concentration et aggraver le problème. De plus, dans les procédés modernes de blanchîment de la pâte (sans chlore élementaire ou pas de chlore du tout) leur quantité pose des problèmes de toxicité plus aigus qu'avec les anciens procédés.

Sur le plan économique ceci n'est cependant pas dramatique, mais représente environ 1% des ventes.

Une revue intéressante est parue avec A Gutiérrez et al.; Trends in Biotechnology 19 (JUL01) 340 348. Elle traite des solutions biologiques potentielles à ces problèmes.

Le pulpage "mécanique" (celui dont le rendement est le meilleur avec 99%) n'affecte pas la composition de la poix, on retrouve celle du bois dont elle est issue (triglycérides, acides "résiniques" et acides gras dans le cas de pulpe mécanique de pin).

Dans le cas du pulpage Kraft avec dissociation alcaline et traitement aux sulfites à chaud (155 180° et 7 11 bars qui donne les meilleurs papiers, mais avec un rendement nettement moindre à cause des pertes par solubilisation de la cellulose), on retrouve moins de composants, mais ils sont plus difficiles à éliminer après cuisson. Les esters de glycérol sont en effet saponifiés. Les esters de stérols, stérols et cires, se déposent lentement. Le blanchiment au chlore classique complique le problème, à cause des composés chlorés produits. Le blanchiment sans chlore, ne détruisant pas certains composants, provoque d'autres troubles, car des composants qui étaient détruits par le chlore persistent. C'est le cas du sitostérol et de ses esters dans de la pâte d'eucalyptus traitée sans chlore.

Un des moyens d'élimination des résines actuellement utilisés est de stocker le bois sous diverses formes pendant un certain temps. Certains des composants sont en effet oxydés ou détruits par des mécanismes probablement biologiques, et ceci d'autant plus facilement que le bois est stocké en copeaux qui augmentent la surface. L'ennui est que l'on maîtrise très mal le procédé, et qu'on est à la merci d'une dégradation de la qualité du bois et de la pâte qui en dérive.

L'élimination au moins partielle des "résines" peut être réalisé avec des champignons et un procédé est commercialisé par Clariant Corporation depuis 1991, basé sur Ophiostoma piliferum. Ce dernier est un ascomycète qui pénètre dans les rayons parenchymateux et les canaux à résines. C'était donc un champignon particulièrement indiqué. Il faut cependant remarquer qu'il produit des mélanines (pigments bruns) dûs à des oxydations qui dévaluent le papier produit. Il a donc fallu sélectionner des mutants non pigmentés qui ont été brevetés et commercialisés par Clariant. On traite le bois au préalable par ce champignon qui a également l'avantage d'empêcher les autres champignons de proliférer et accélère nettement l'élimination des produits engendrant la poix (40% en deux semaines).

Dans le cas d'Eucalyptus globulus, un des meilleurs bois à papier, c'est le sitostérol qui est la première cause de la formation de la poix dans le cas d'un traitement entièrement sans chlore. Ophiostoma hydrolyse les esters de stérols, mais ne sait pas attaquer les stérols eux-mêmes, ce qui en limite l'utilité.

Dans le cas du blanchiment sans chlore élémentaire, le sitostérol est détruit par l'hypochlorite. Dans le procédé kraft alcalin le traitement fongique n'empêche pas la déposition de la poix car les composants lipophiles, pourtant mineurs, ne sont pas dégradés. Il n'est réellement utile que dans le cas des pâtes "mécaniques "et "sulfite acide".

D'autres champignons, ceux des pourritures blanches (car laissant la cellulose, par opposition aux "brunes", qui n'attaquent pas la lignine), ont été essayés dans ce que l'on appelle le biopulping. Des pourritures blanches (Bjorkandera adusta, Phlebia radiata, Pleurotus pulmonarius et Poria subvermispora) sont relativement efficaces, non seulement dans la production de la pâte, mais aussi dans l'élimination des "résines", surtout du sitostérol et de ses esters (diminution de 60 70%). Ils diminuent également la toxicité des effluents.

L'utilisation d'enzymes a commencé à faire surface. C'est le cas d'une lipase (Resinase™ de Novozymes produite dans Aspergillus oryzae) en service sur une grande échelle depuis 1991. Ces enzymes ne sont utiles que de façon préventive, et n'éliminent pas la poix une fois formée. Ce type de techniques est utilisé par plusieurs usines au Japon et en Chine. Il persiste des problèmes d'inhibition de l'enzyme par un excès d'acides gras libres.

Il est vraisemblable que des stérol estérases seraint les bienvenues, compte tenu de ce qui a été évoqué plus haut. On n'en connait cependant que très peu la structure (seule celle d'une enzyme bovine et de l'enzyme de Candida cylindracea sont connues).

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191 Le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) et Washington State University à Pullman ont lancé un programme exploratoire de deux ans et 800 000 dollars de valorisation des excrétions animales, qui du fait que les élevages se réduisent, certes, en nombre, mais sont de plus en plus gigantesques, et posent des problèmes d'environnement. Le fait que les élevages se concentrent facilite, par contre, la collecte.

Ce programme envisage d'une part d'utiliser les protéines pour en faire des aliments recyclés (mais les contaminations devront être évitées et l'expérience récente est peu encourageante) et de convertir les pentoses et hexoses en glycols et diols utilisables comme antigels et fibres polyesters.

Le PNNL a une expérience certaine en conversion de produits agricoles à faible valeur initiale en acide acrylique. Mais la teneur en carbohydrates de ce type de déchets ne dépasse pas 50%.

Des chercheurs de l'University of Wisconsin Madison étudient, par ailleurs la production de propylène glycol utilisant des Escherichia coli recombinantes ainsi que des thermophiles naturels dans ce but, tandis que la National Corn Growers Association, Archer Daniel Midlands et l'US Department of Energy cherchent à transformer le son en éthylène et propylene glycols (Bulletin de Janvier). Industrial BioProcessing 23 (AUG01).

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192 Smithfield Foods va utiliser une technique microbienne de dénitrification des lisiers des gigantesques porcheries que la firme possède en Caroline du Nord. Les Nitrosomonas et Nitrobacter sont inclus dans des billes de polyéthylene glycol et polyvinyl alcool. L'efficacité du procédé est trois fois supérieure à celle des procédés à boues activées classiques. Industrial BioProcessing 23 (SEP01). La technique dérive d'une technique japonaise de traitement des eaux usées municipales. La

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193 dégradation du tétrachlorure de carbone et du chloroforme par Methanosarcina thermophilus n'est pas due à une enzyme mais à une métalloporphyrine sécrétée par la bactérie. (BW Koons et al.; Biotechnology & Bioengineering 74 (05JUL01) 12 17).

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194 La plus grande chaîne britannique de distribution Tesco va utiliser des emballages biodégradables, en commençant par les produits alimentaires biologiques. Ne voilà-t-il pas qu'une organisation (Tidy Britain Group) affirme que c'est un scandale parce que cela va encourager les gens à jeter leurs emballages. Cet emballage, produit en Allemagne, est surtout constitué d'amidon, aussi une autre organisation prétend que si on se débarrasse de ces emballages en les enterrant cela va se décomposer en méthane et renforcer l'effet de serre!!!!!! Just-Food (08OCT01).

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